自然有機物の高度な固体NMR分光法

ソリッドステートNMRは、自然有機物（NOM）の特性評価に不可欠であり、地球科学と環境科学において重要になっています。このレビューは、高度なソリッドステートNMR技術、特にNOM特性に対する体系的なアプローチ、およびNOMの研究への適用を強調することを目的としています。高品質で定量的なソリッドステート13C NMRスペクトルを取得する方法の基本について説明し、NOMの信頼性の低いスペクトルにつながるいくつかの一般的な技術的間違いに対処します。主に13Cスペクトル編集技術に基づいたNOMにおける特定の機能グループの特定が説明されており、最近発達したスペクトル編集技術の理論的背景が提供されます。NOMの窒素（N）の調査への固体NMRの応用については、広く使用されている15N CP/MAS実験の制限と、NOMのN形を特徴付ける高度なNMR技術の改善の可能性に焦点を当てています。次に、近接性、不均一性、ドメインを識別するために使用される手法がレビューされ、いくつかの例が提供されます。さらに、NOMのセグメントダイナミクスを研究するためのNMR技術がレビューされています。また、土壌有機物、水生有機物、大気中の粒子状物質の有機物、炭素質流星有機物、化石燃料など、さまざまなソースからのソリッドステートNMRのNMRのNMRのアプリケーションについても簡単に説明します。最後に、NMRベースの構造モデルと見通しの例が提供されます。

Solid-state NMR is essential for the characterization of natural organic matter (NOM) and is gaining importance in geosciences and environmental sciences. This review is intended to highlight advanced solid-state NMR techniques, especially a systematic approach to NOM characterization, and their applications to the study of NOM. We discuss some basics of how to acquire high-quality and quantitative solid-state 13C NMR spectra, and address some common technical mistakes that lead to unreliable spectra of NOM. The identification of specific functional groups in NOM, primarily based on 13C spectral-editing techniques, is described and the theoretical background of some recently-developed spectral-editing techniques is provided. Applications of solid-state NMR to investigating nitrogen (N) in NOM are described, focusing on limitations of the widely used 15N CP/MAS experiment and the potential of improved advanced NMR techniques for characterizing N forms in NOM. Then techniques used for identifying proximities, heterogeneities and domains are reviewed, and some examples provided. In addition, NMR techniques for studying segmental dynamics in NOM are reviewed. We also briefly discuss applications of solid-state NMR to NOM from various sources, including soil organic matter, aquatic organic matter, organic matter in atmospheric particulate matter, carbonaceous meteoritic organic matter, and fossil fuels. Finally, examples of NMR-based structural models and an outlook are provided.